负载型纳米材料分散性好、结构稳定、易于回收,在催化、医药等领域有着广泛应用。纳米材料的性能与形貌密切相关,传统釜式反应器中物质混合不充分,重复性差,制备得到的材料形貌较差,工业化生产不稳定。微通道反应器比表面积大、传质速率快,合成过程可控性好,易于放大,能够可控化合成粒径分布均匀的纳米材料。本文将3D打印技术与微通道反应器相结合,研究了微通道反应器内负载型纳米材料的非均相合成过程。主要研究内容有:1.将3D打印技术与微通道反应器技术相结合,构建螺旋流逆变（CFI）微通道反应器,采用传统SBA-15介孔分子筛作为载体,连续化合成粒径为7-11 nm的Ag/SBA-15负载型纳米材料。研究发现,与釜式反应器合成过程相比较,微通道反应器内得到的纳米材料粒径更小、分布更好。本文进一步研究了载体的加入、流速、反应物浓度、包覆剂浓度、载体结构等因素对微通道反应器内合成纳米材料的粒径、负载量和催化性能的影响。研究发现在停留时间为35s,反应物浓度为0.2mM且不加入包覆剂时,所得到Ag/SBA-15催化性能最好。此时负载的Ag纳米颗粒粒径为9.35±2.06 nm,实际负载量为2.91 wt%。2.在CFI微通道反应器中引入超声场,将其用于合成Ag/g-C3N4新型纳米材料,结合流体力学模拟,通过流体流场的改变,探究超声场对合成材料形貌的影响。实验过程中,对超声功率、流速、初始浓度进行分析,发现在60W超声功率和35 s停留时间条件下,理论负载量为7 wt%的Ag/g-C3N4光催化活性最高,此时Ag/g-C3N4中Ag粒径为5.62±2.25nm,实际负载量为5.83wt%。并且利用COMSOLMultiphysics对超声微通道反应器进行了模拟,研究了不同流速、超声功率、超声频率条件下微通道反应器内流场和声压分布,通过流场的改变分析纳米材料合成过程中超声对合成材料粒径的影响。3.将超声辅助的CFI微通道反应器用于合成Ag、Pt、Au不同金属组分的负载型纳米材料,对催化剂形貌、结构、组成、光电子转移性能等进行表征,研究了不同金属组分负载型纳米材料的形貌及其催化性能。对Ag、Pt、Au等单金属负载g-C3N4材料进行合成,发现Pt具有较强的析氢能力,能有效促进催化析氢速率,Pt/g-C3N4光催化性能最好,其析氢速率为2019.2 μmol/（g·h）,约为纯g-C3N4的13倍。同时,合成的双金属纳米材料中,Pt的加入可以有效提高双金属催化剂的催化性能。合成不同比例Ag-Pt/g-C3N4负载型纳米材料,随着Ag:Pt比例的减少,所形成的纳米颗粒粒径逐渐变小、分布更均匀,催化剂催化活性也逐渐增大。4.采用3D打印技术,构建多头螺旋微通道反应器,将其与超声场耦合,用于合成Ag/g-C3N4负载型纳米材料,并结合流体力学模拟,分析管结构对内部流场和混合的强化机理。对多头螺旋微通道反应器的流速、螺距、螺纹深度等因素进行分析,研究其对合成纳米材料的粒径及其负载量的影响,在流速为4mL/min,螺距为6 mm,螺纹深度为0.375 mm时,所得Ag/g-C3N4粒径最小,分布最好,其粒径为 3.30±1.02nm,负载量为 2.46wt%。同时,利用 COMSOLMultiphysics模拟多头螺纹管内的流动情况,从流速分布、停留时间分布、混合强度角度,研究了不同结构对微通道反应器的强化机理,从而辅助分析其对纳米颗粒合成过程颗粒成核和生长速率的影响。